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RÉSUMÉ
L’utilisation de céramiques réfractaires très différentes pour l’élaboration de l’acier se justifie par les sollicitations très variées subies en service par ces réfractaires .Les conditions dans les outils sidérurgiques sont présentées. Des observations de dégradations caractéristiques des réfractaires dans les installations sidérurgiques sont décrites en détail à l’aide de photographies.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Philippe BLUMENFELD : Expert en réfractaires du groupe ArcelorMittal, en retraite - Conseil, Beaucaire, France
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Jacques POIRIER : Professeur émérite de l’université d’Orléans - CEMHTI – Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation, CNRS, Orléans, France
INTRODUCTION
Les réfractaires de sidérurgie ont des performances qui dépendent des conditions d’utilisation en relation avec la fabrication du métal liquide. Ces conditions si évolutives ont rendu nécessaire de développer des centaines de réfractaires différents capables de résister au mieux dans les différentes zones de ces nombreux fours.
Cet article présente dans une première partie les conditions subies par les réfractaires du haut fourneau à la coulée continue.
Les conditions de température, d’atmosphère, la présence de laitiers, le débit des différentes matières (gaz, métal…), le fonctionnement permanent ou intermittent, le cyclage thermique, varient beaucoup au cours de l’élaboration dans les différents fours.
On essaie ici de quantifier la température, la pression partielle d’oxygène, les flux de matières… L’objectif est de lister les grandes sollicitations imposées aux réfractaires et de les hiérarchiser dans les différentes étapes de l’élaboration.
La seconde partie de cet article est dédiée à la description des principaux types de dégradation des réfractaires en sidérurgie par l’observation visuelle. La complexité des attaques des réfractaires rend encore aujourd’hui indispensables ces observations de manière à optimiser judicieusement les choix des matériaux réfractaires
Les grands types de dégradation des réfractaires que l‘on peut observer dans les outils industriels sont décrits en détail. On utilise pour cela des planches de photographies.
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MOTS-CLÉS
outils sidérurgiques dégradations des réfractaires installations sidérurgiques sollicitations des réfractaires
DOI (Digital Object Identifier)
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Dégradations des réfractaires observées en sidérurgieArticle inclus dans l'offre
"Verres et céramiques"
(65 articles)
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1. Conditions subies par les réfractaires du haut fourneau à la coulée continue
1.1 Importance des matières et des conditions associées à l’attaque des réfractaires
Dans l’article [N 4 850], nous avons survolé les procédés de fabrication et les réactions possibles entre le réfractaire et les matières (métal, laitier, inclusions, gaz) présentes dans les différents fours, ainsi que les paramètres critiques qui les contrôlent.
Dans cette section, on détaille l’ensemble des matières et des conditions associées à l’attaque des réfractaires dans les étapes successives de l’élaboration de l’acier. L’objectif est de hiérarchiser leur importance qui évolue beaucoup au cours de la fabrication et de décrire les attaques qui deviennent successivement prédominantes.
Nous allons présenter :
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les flux des différentes matières au contact des revêtements réfractaires. Ces flux de matières ne sont pas évidents à évaluer, car ils dépendent de la quantité totale du métal, laitier, inclusions ou gaz dans les fours et aussi de l’importance de leur circulation et de la taille des fours et des pièces. Nous proposons une quantification sous la forme de débits volumiques de gaz (en Nm3/h) et densités de flux massiques d’acier (en kg/m2. min) arrivant en surface du réfractaire. Ces flux agissent de plusieurs façons sur la cinétique des réactions en renouvelant l’agent corrosif, en érodant la couche de protection de surface du réfractaire (passivation par transformation réactive de la surface), voire en érodant l’interface riche en liquide (mécanisme complexe de corrosion-érosion). L’importance relative de ces différents flux donne leur classement dans la hiérarchie des attaques ;
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les conditions dans les fours dès qu’ils ont un fonctionnement cyclique. À partir des rigoles du haut fourneau, les revêtements enchaînent des cycles de chargement-élaboration du métal (généralement nommée « coulée »)-vidange-période...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BERANGER (G.), GUY (H.), SANZ (G.) - Le livre de l’acier. - Lavoisier (1994).
-
(2) - POIRIER (J.), RIGAUD (M.) - Corrosion of Refractories : The Fundamantals, - FIRE Compendium Series, Volume 2-A, GöllerVerlag (2017).
-
(3) - POIRIER (J.), BLUMENFELD (Ph.), MAQUET (M.), PIRES-FRANCO (Ph.) - Les céramiques réfractaires (Chap. 4), les céramiques industrielles. - Dunod (2013).
-
(4) - POIRIER (J.), RIGAUD (M.) - Corrosion of Refractories : The Impact of Corrosion, - FIRE Compendium Series, Volume 2-C, GöllerVerlag (2018).
-
(5) - POIRIER (J.), BOUCHETOU (M.L.), QAFSSAOUI (F.), ILDEFONSE (J.P.) - Analysis and interpretation of refractories microstructures in studies of corrosion mechanisms by liquide oxides, - Journal of the European Ceramic Society, 28 [8] 1557-1568 (2008).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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(Matériaux réfractaires) - ISO IC81.080 -
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